JP2006206942A - 耐水素脆性特性に優れた高張力鋼材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】質量%で、C:0.02〜0.25%、Si:0.01〜0.8%、Mn:0.5〜2.0%、Al:0.005〜0.1%、N:0.0005〜0.008%、P:0.03%以下、S:0.03%以下、必要に応じてCu、Ni、Cr、Mo、Nb、V、Ti、B、Ca、REM、Mgの1種または2種以上、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼片をAr3変態点以上からSi(mass%)×700+Cr(mass%)×50+250(℃)以下の温度まで焼入れ後、Si(mass%)×700+Cr(mass%)×50+250(℃)からSi(mass%)×700+Cr(mass%)×50+370(℃)までの鋼材中心部の平均昇温速度を1℃/s以上、好ましくは焼戻し開始温度からSi(mass%)×700+Cr(mass%)×50+250(℃)までの鋼材中心部の平均昇温速度を1℃/s未満として焼戻す。
【選択図】なし
Description
C:0.02〜0.25%
Cは、強度を確保するために含有するが、0.02%未満ではその効果が不十分であり、一方、0.25%を超えると母材および溶接熱影響部の靭性が劣化するとともに、溶接性が著しく劣化する。従って、C含有量を0.02〜0.25%に限定する。
Siは、製鋼段階の脱酸材および強度向上元素として含有するが、0.01%未満ではその効果が不十分であり、一方、0.8%を超えると粒界が脆化し、遅れ破壊の発生を促進する。従って、Si含有量を0.01〜0.8%に限定する。
Mnは、強度を確保するために含有するが、0.5%未満ではその効果が不十分であり、一方、2.0%を超えると溶接熱影響部の靭性が劣化するとともに、溶接性が著しく劣化する。従って、Mn含有量を0.5〜2.0%に限定する。
Alは、脱酸材として添加されると同時に、結晶粒径の微細化にも効果があるが、0.005%未満の場合にはその効果が十分でなく、一方、0.1%を超えて含有すると、鋼板の表面疵が発生し易くなる。従って、Al含有量を0.005〜0.1%に限定する。
Nは、Tiなどと窒化物を形成することによって組織を微細化し、母材ならびに溶接熱影響部の靭性を向上させる効果を有するために添加する。0.0005%未満の添加では組織の微細化効果が充分にもたらされず、一方、0.008%を超える添加は固溶N量が増加するために母材および溶接熱影響部の靭性を損なう。従って、N含有量を0.0005〜0.008%に限定する。
P、Sは、いずれも不純物元素であり、0.03%を超えると健全な母材および溶接継手を得ることができなくなる。従って、P、S含有量をそれぞれ0.03%以下に限定する。
Cu:2%以下
Cuは、固溶強化および析出強化により強度を向上する作用を有している。しかしながら、Cu含有量が2%を超えると、鋼片加熱時や溶接時に熱間での割れを生じやすくする。従って、Cuを添加する場合には、その含有量を2%以下に限定する。
Niは、靭性および焼入れ性を向上する作用を有している。しかしながら、Ni含有量が4%を超えると、経済性が劣る。従って、Niを添加する場合には、その含有量を4%以下に限定する。
Crは、強度および靭性を向上する作用を有しており、また高温強度特性に優れる。しかしながら、Cr含有量が2%を超えると、溶接性が劣化する。従って、Crを添加する場合には、その含有量を2%以下に限定する。
Moは、焼入れ性および強度を向上する作用を有しており、また高温強度特性に優れる。しかしながら、Mo含有量が1%を超えると、経済性が劣る。従って、Moを添加する場合には、その含有量を1%以下に限定する。
Nbは、マイクロアロイング元素として強度を向上させるために添加する。しかしながら、0.05%を超えると溶接熱影響部の靭性を劣化させる。従って、Nbを添加する場合には、その含有量を0.05%以下に限定する。
Vは、マイクロアロイング元素として強度を向上させるために添加する。しかしながら、0.5%を超えると溶接熱影響部の靭性を劣化させる。従って、Vを添加する場合には、その含有量を0.5%以下に限定する。
Tiは、圧延加熱時あるいは溶接時にTiNを生成し、オーステナイト粒の成長を抑制し、母材ならびに溶接熱影響部の靭性を向上させる。しかしながら、その含有量が0.03%を超えると溶接熱影響部の靭性を劣化させる。従って、Tiを添加する場合には、その含有量を0.03%以下に限定する。
Bは、焼入れ性を向上する作用を有している。しかしながら、0.003%を超えると、靭性を劣化させる。従って、Bを添加する場合には、その含有量を0.003%以下に限定する。
Caは、硫化物系介在物の形態制御に不可欠な元素である。しかしながら、0.01%を超える添加は、清浄度の低下を招く。従って、Caを添加する場合には、その含有量を0.01%以下に限定する。
REMは、鋼中でREM(O、S)として硫化物を生成することによって結晶粒界の固溶S量を低減して耐SR割れ特性を改善する。しかしながら、0.02%を超える添加は、沈殿晶帯にREM硫化物が著しく集積し、材質の劣化を招く。従って、REMを添加する場合には、その添加量を0.02%以下に限定する。
Mgは、溶銑脱硫材として使用する場合がある。しかしながら、0.01%を超える添加は、清浄度の低下を招く。従って、Mgを添加する場合には、その添加量を0.01%以下に限定する。
焼入れ
母材強度および母材靭性を確保するため、Ar3変態点以上の温度からSi(mass%)×700+Cr(mass%)×50+250(℃)以下の温度まで焼入れを行う。焼入れは0.5℃/s以上、好ましくは1℃/s以上の速度で冷却する。
焼戻し時、Si(mass%)×700+Cr(mass%)×50+250(℃)からSi(mass%)×700+Cr(mass%)×50+370(℃)の温度域を1℃/s以上、好ましくは2℃/s以上にする。
Claims (5)
- 質量%で、C:0.02〜0.25%、Si:0.01〜0.8%、Mn:0.5〜2.0%、Al:0.005〜0.1%、N:0.0005〜0.008%、P:0.03%以下、S:0.03%以下、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼片をAr3変態点以上からSi(mass%)×700+Cr(mass%)×50+250(℃)以下の温度まで焼入れ後、Si(mass%)×700+Cr(mass%)×50+250(℃)からSi(mass%)×700+Cr(mass%)×50+370(℃)までの鋼材中心部の平均昇温速度を1℃/s以上として焼戻すことを特徴とする、耐水素脆性特性に優れた高張力鋼材の製造方法。
- 質量%で、C:0.02〜0.25%、Si:0.01〜0.8%、Mn:0.5〜2.0%、Al:0.005〜0.1%、N:0.0005〜0.008%、P:0.03%以下、S:0.03%以下、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼片をAr3変態点以上からSi(mass%)×700+Cr(mass%)×50+250(℃)以下の温度まで焼入れ後、焼戻し開始温度からSi(mass%)×700+Cr(mass%)×50+250(℃)までの鋼材中心部の平均昇温速度を1℃/s未満で、且つSi(mass%)×700+Cr(mass%)×50+250(℃)からSi(mass%)×700+Cr(mass%)×50+370(℃)までの鋼材中心部の平均昇温速度を1℃/s以上として焼戻すことを特徴とする、耐水素脆性特性に優れた高張力鋼材の製造方法。
- 更に、鋼組成が、質量%で、Cu:2%以下、Ni:4%以下、Cr:2%以下、Mo:1%以下の1種または2種以上を含有することを特徴とする、請求項1または2に記載の耐水素脆性特性に優れた高張力鋼材の製造方法。
- 更に、鋼組成が、質量%で、Nb:0.05%以下、V:0.5%以下、Ti:0.03%以下の1種または2種以上を含有することを特徴とする、請求項1乃至3の何れか1つに記載の耐水素脆性特性に優れた高張力鋼材の製造方法。
- 更に、鋼組成が、質量%で、B:0.003%以下、Ca:0.01%以下、REM:0.02%以下、Mg:0.01%以下の1種または2種以上を含有することを特徴とする、請求項1乃至4の何れか1つに記載の耐水素脆性特性に優れた高張力鋼材の製造方法。
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